一种制药废水预处理的系、方法及催化剂技术

本发明专利技术公开了一种用于制药废水预处理的系统，包括：蓄水池，所述蓄水池包括进水口和出水口，所述进水口的水平高度低于出水口的水平高度；所述蓄水池顶部设置有透明上盖；所述透明上盖的上方设置有光源；所述蓄水池内壁设置有多个氧化管和气泡发生装置，所述氧化管相互平行设置，所述气泡发生装置通过管路依次连通氧化管。本发明专利技术还提供了一种制药废水预处理的方法。根据本发明专利技术的系统和方法有以下优点：装置简单，处理时间短，成本可控，可直接用于化学制药废水的预处理，大大提高预处理效率。

A Pretreatment System, Method and Catalyst for Pharmaceutical Wastewater

The invention discloses a system for pretreatment of pharmaceutical wastewater, including a water storage tank, which comprises an inlet and an outlet, the horizontal height of the inlet is lower than the horizontal height of the outlet, a transparent upper cover is arranged on the top of the water storage tank, a light source is arranged above the transparent upper cover, and a plurality of oxidation pipes and bubble generating devices are arranged on the inner wall of the water storage tank. The oxidation tubes are arranged in parallel with each other, and the bubble generating device is sequentially connected with the oxidation tubes through the pipelines. The invention also provides a method for pretreatment of pharmaceutical wastewater. The system and method according to the invention have the following advantages: simple device, short treatment time, controllable cost, and can be directly used for the pretreatment of chemical pharmaceutical wastewater, greatly improving the pretreatment efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种制药废水预处理的系、方法及催化剂
本专利技术涉及一种废水预处理
，具体涉及制药废水预处理的系统以及利用该系统对制药废水预处理的方法，同时还提供了用于制药废水预处理的催化剂。
技术介绍
近年来，随着医药工业的快速发展，医药工业在国民经济中的比重逐年上升，成为了国家工业体系中的重要组成部分。同时制药产生的废水已成为很多水体的主要污染源，医药企业一面是救人性命的天使，另一面却变成污染环境的魔鬼。制药过程中产生的难降解的废水，始终没有很好的解决方法。对高浓度难降解制药废水的治理，一般都采用物化方法进行预处理，改善废水的可生化性，然后采用适当的生物法处理，开展难降解制药废水进入生化处理工艺前的预处理研究是非常有意义的。目前，国内外很多研究者都在高浓度难降解废水处理技术研究方面进行着大量的工作，重点从高级氧化技术方面突破，包括常温常压催化氧化(化学催化氧化、电催化氧化、光催化氧化、超声催化氧化等)和高温高压氧化(催化湿式氧化、超临界氧化)，取得了一些成果。近年来，催化氧化法处理含难降解有机物工业废水的研究十分活跃，目前研究较多的有光催化氧化、均相催化氧化、多相催化氧化(包括电催化氧化)、超临界催化氧化等方法，这些方法对毒性较大、浓度较高的难降解有机废水具有很高的降解效率，一些生化法极难处理的有机物在催化剂的作用下能被彻底分解，但存在运行成本高、操作条件苛刻，高温高压，因此如何在常温下对制药废水进行有效的预处理是亟需解决的问题。
技术实现思路
基于现有技术的缺陷和需求，本专利技术提供了一种在常温下对制药废水进行预处理的系统及方法。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。本专利技术提供了一种用于制药废水预处理的系统，包括：蓄水池，所述蓄水池包括进水口和出水口，所述进水口的水平高度低于出水口的水平高度；所述蓄水池顶部设置有透明上盖；所述透明上盖的上方设置有光源；所述蓄水池内壁设置有多个氧化管和气泡发生装置，所述氧化管相互平行设置，所述气泡发生装置通过管路依次连通氧化管。优选地，所述气泡发生装置为超声波空化气泡发生装置。根据本专利技术的制药废水预处理的系统，可以将制药废水在光照和/或紫外光照的条件下，使制药废水在填充有催化剂的氧化管中与空气/臭氧充分混合，并且在催化剂的作用下高效的进行氧化反应。在根据本专利技术的一个实施方案中，所述氧化管水平设置。以基于废水的流动方向提升混合效率和氧化效率。在根据本专利技术的一个实施方案中，所述上盖为石英或有机玻璃。石英或有机玻璃具有更佳的透光性，提高可见光和紫外光的透过率，提升氧化效率。在根据本专利技术的一个实施方案中，所述光源选自日光灯、紫外光灯中的一种或两种。根据制药废水的类型和浓度适当的选取曝气的方法，能够有效的提高预处理中氧化的效果。在根据本专利技术的一个实施方案中，该系统还包括气体循环回收装置，所述气体循环回收装置通过回收管路分别连通氧化管和气泡发生装置。可以将氧化中剩余的臭氧输送回气泡发生装置，将臭氧循环利用，降低运营成本，提高生产效率。在根据本专利技术的一个实施方案中，所述氧化管中填充有催化剂。优选地，所述催化剂为负载型催化剂。其中，负载型催化剂是以大比表面积材料为载体，采用浸渍法将纳米杂多酸盐负载到载体上制备得到，载体选自活性炭、凹凸棒、二氧化硅或沸石。其中，所述纳米杂多酸盐催化剂是通过包括下述步骤的方法制备得到的：称量一定量钼酸盐放于适量蒸馏水中，溶解后加入到一定量偏钒酸盐的沸水溶液中，进行冷却，加入浓硫酸调节其PH值为4以下，将混合物加热回流8小时后缓慢加入浓硫酸至溶液由深红色逐渐变为淡红色，冷却溶液，加入等体积的乙醚进行萃取，充分振荡静置，静置后取其中最下层的油状物，使油状物挥发去除乙醚，再向其内投加硝酸银，形成沉淀，过滤，得到的产物在105摄氏度温度下烘干，称重，即得到钒钼杂多酸银盐。优选地，其中钼酸盐、偏钒酸盐、硝酸银的摩尔比为11:1:6；更优选地，所述钼酸盐为钼酸钠，撰述偏钒酸盐为偏钒酸钠。进一步地，所述负载型杂多酸盐负载型催化剂的制备方法为：将水、无水乙醇、十六烷基三甲基溴化铵和所述杂多酸银盐以一定的比例混合加入三口烧瓶，搅拌下逐滴加入钛酸丁酯和无水乙醇的混合物，反应0.5h，加氨水调pH值至10，再缓慢滴加硅酸正丁酯(分析纯)和无水乙醇的混合物，滴完后继续反应1h。陈化10h，过滤，用无水乙醇洗涤两次。将所得产物在红外灯下干燥后，研磨，放入马弗炉500℃灼烧2h，即得负载型催化剂。为减少催化剂使用量，可按比例将催化剂利用硅酸正丁酯和钛酸丁酯固定于活性炭、凹凸棒、沸石等载体上，提高催化性能，取得更好的经济效益。本专利技术还提供了一种制药废水预处理的方法，包括：1)将一定量的制药废水通入氧化管中进行氧化处理；所述氧化处理是通过光源的光照、紫外光源的紫外光照、由气泡发生装置输入空气和/或臭氧曝气中的一种或多种方式实现的；2)氧化处理30－90min后，降低COD，完成预处理。在根据本专利技术的一个实施方案中，将氧化气体的压力在0.08-0.10MPa，制药废水与氧化气体充分混合后输入氧化管，所述氧化气体选自空气或臭氧中的一种或多种；优选地，氧化气体与制药废水混合后形成的氧化气泡的粒径为100nm-2μm。在根据本专利技术的一个实施方案中，还包括所述氧化管中填充有负载型催化剂。在根据本专利技术的一个实施方案中，还包括：步骤2)中还包括开启气体循环回收装置，将未反应的臭氧收集后进入气泡发生装置。更进一步地，其中负载型催化剂质量为污水总量的1-5％，体积为5-10L，负载型催化剂为直径1-100纳米的颗粒。更进一步地，其中每个氧化管中化学制药废水的单管处理量为40-50kg，当COD值高于10000时，光照为紫外光照，臭氧流量为0.9-1L/min，浓度c1为30-40mg/L；COD值为5000-10000时，外部紫外光照，空气流量为1.5-2L/min，浓度c1为30-40mg/L；COD值为2000-5000时，外部光照，空气流量为1.5-2L/min，浓度c1为30-40mg/L。根据本专利技术的制药废水预处理的方法处理后的污水COD<2000mg/L。本专利技术的制药废水预处理的方法与现有技术相比具有如下有益效果：1)本专利技术使用的负载型催化剂是以活性炭、二氧化硅、沸石等多空材料为载体，负载纳米杂多酸盐的高效催化剂，具有特殊的表面结构，比表面积大，抗冲击能力强，机械性能好，键合力强，耐酸耐碱耐高温的优点：负载的纳米杂多酸盐特殊的笼状结构能强化催化性能，促进羟基自由基产生，提高羟基利用效能，有效地去除制药废水中的难降解物质。2)本专利技术通过采用超声波空化分散出高密度、均匀的气泡，气泡直径在100nm-2μm之间，形成气液混合物，使废水与臭氧或空气充分混合，增加了二者和催化剂的接触面积，有助于产生羟基自由基，使降解反应更完全。3)该工艺将光催化氧化和超声波空化技术结合，大幅提高降解效果，在催化剂催化作用下，降解每mgCOD的耗氧量小于1.5mg，与现有技术耗氧量4mg相比技术进步明显。4)经本工艺处理的化学制药废本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制药废水预处理的系统，其特征在于，包括：蓄水池，所述蓄水池包括进水口和出水口，所述进水口的水平高度低于出水口的水平高度；所述蓄水池顶部设置有透明上盖；所述透明上盖的上方设置有光源；所述蓄水池内壁设置有多个氧化管和气泡发生装置，所述氧化管相互平行设置，所述气泡发生装置通过管路依次连通氧化管。

【技术特征摘要】
1.一种用于制药废水预处理的系统，其特征在于，包括：蓄水池，所述蓄水池包括进水口和出水口，所述进水口的水平高度低于出水口的水平高度；所述蓄水池顶部设置有透明上盖；所述透明上盖的上方设置有光源；所述蓄水池内壁设置有多个氧化管和气泡发生装置，所述氧化管相互平行设置，所述气泡发生装置通过管路依次连通氧化管。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述氧化管水平设置。以基于废水的流动方向提升混合效率和氧化效率。3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述透明上盖为石英或有机玻璃。4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光源选自日光灯、紫外光灯中的一种或两种。5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还包括气体循环回收装置，所述气体循环回收装置通过回收管路分别连通氧化管和气泡发生装置。可以将氧化中剩余的臭氧输送回气泡发生装置，将臭氧循环利用，降低运营成本，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘通，安长伟，贺凤伟，张丹凤，吴春佳，任美琪，冯悦，石伟民，周丰发，张浩，
申请(专利权)人：辽宁科技学院，
类型：发明
国别省市：辽宁,21